复合制粒烧结过程中铁氧化物与CaO和MgO等熔剂的矿化行为研究
批准号:
51404059
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
姜鑫
依托单位:
学科分类:
钢铁冶金
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
沈峰满、王琳、谭庆丰、杨成宇
中文摘要
为了既降低固体燃耗和CO2排放量,又能改善烧结矿强度和还原性,且熔剂使用量减少,国内外冶金学者提出了燃料与熔剂外配的复合制粒技术。本课题拟在前人研究的基础上,结合热力学基础理论和高温试验,对复合制粒条件下铁氧化物与CaO、MgO等熔剂的矿化反应进行深入系统地基础理论研究。具体内容包括:(1)CaO在铁氧化物中的扩散速度及铁酸钙粘结相的生成能力、流动性和表面张力;(2)铁氧化物中MgO的扩散速度;(3)铁氧化物的再结晶性能等。同时,考察了CaO、MgO、SiO2、Al2O3等对铁氧化物矿化反应的影响,并采用现代测试技术从微观结构方面对试验结果进行机理解释,从而明确复合制粒烧结条件下,Fe2O3-CaO系、Fe2O3-MgO系、Fe2O3-Fe2O3系等的矿化反应机理。本课题的实施可为燃料、熔剂外配的复合制粒烧结技术提供科学的理论依据。
英文摘要
Aimed to decrease fuel consumption, CO2 emission and flux consumption, also improve the strength and reducibility of sinter, the technology of multi-granulation coated by fuel and flux for sintering process is developed by worldwide metallurgist. Based on the literature review of previous researchers, the mineralizing process between iron oxides and CaO or MgO will be investigated in this project by combining thermodynamics analysis and high-temperature experiments. The detailed contents include (1) the diffusion rate of CaO in iron oxides, and the generative capacity, fluidity, and surface tension of calcium ferrite, (2) the diffusion rate of MgO in iron oxides. (3) recrystallization of iron oxides. Also, the effects of CaO、MgO、SiO2、Al2O3 on the mineralization of iron oxides and the fundamentals about the above experimental results will be investigated by using modern measuring technologies. So, the mineralizing mechanisms of Fe2O3-CaO、Fe2O3-MgO、Fe2O3-Fe2O3 will be clarified under the condition of multi-granulation coated by fuel and flux. Therefore, the research content of this project will give a scientific guide for the practical application of the technology of multi-granulation coated by fuel and flux for sintering process.
为了既降低固体燃耗和CO2排放量,又能改善烧结矿强度和生产效率,且熔剂使用量减少,国内外冶金学者提出了燃料与熔剂外配的复合制粒技术。本课题在前人研究的基础上,结合热力学基础理论和高温试验,对复合制粒条件下铁氧化物与CaO、MgO等熔剂的矿化反应进行了深入系统地基础理论研究。主要研究内容及结论如下:(1)铁氧化物与CaO、MgO矿化行为的比较:CaO与铁氧化物的液相生成能力和流动性都优于MgO。(2)铁酸钙粘结相中,随着Fe2O3含量的增加,粘结相流动性变小,表面张力增大。因此,复合制粒烧结技术的理论依据之一是:CaO的偏析制粒可以降低粘结相的Fe2O3含量,改善粘结相的流动性和表面张力,从而提高烧结矿强度和生产效率。(3)MgO在铁氧化物中的扩散速度低于CaO,矿化速度慢,且MgO含量增加可降低粘结相的自身强度。SiO2和Al2O3都可使液相流动性变差,复合制粒烧结工艺中应尽量减少矿石中SiO2和Al2O3进入粘结相。(4)烧结杯试验结果表明,a)最佳的燃料与熔剂外配量为50%,最佳的外配制粒时间为60s,该条件下烧结矿强度可提高2.3%。b)若保证烧结矿强度不变,采用复合制粒烧结技术可以降低固体燃耗0.2%。可见,复合制粒烧结技术可以提高烧结矿强度和生产效率,在强度不变的前提下可以降低固体燃耗,技术指标得到显著提高的同时可取得良好的经济效益,具有广阔的推广应用前景。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
登录
查看更多内容
DOI:
--
发表时间:
2016
期刊:
东北大学学报(自然科学版)
影响因子:
--
作者:
[姜鑫, 王琳, 柳明旭, 沈峰满]
通讯作者:
沈峰满
DOI:
10.14186/j.cnki.1671-6620.2017.01.003
发表时间:
2017
期刊:
材料与冶金学报
影响因子:
--
作者:
[郭贺, 沈峰满, 柳明旭, 张枥, 郑海燕, 姜鑫]
通讯作者:
姜鑫
Effects of Reducing Time on Metallization Degree of Carbothermic Reduction of Tall Pellets Bed
还原时间对高球团床碳热还原金属化率的影响
DOI:
10.2355/isijinternational.isijint-2015-513
发表时间:
2016-01
期刊:
ISIJ International
影响因子:
1.8
作者:
[Xin Jiang, Shih-Hsien Liu, Fengman Shen]
通讯作者:
Fengman Shen
DOI:
10.1002/srin.201400262
发表时间:
2015-11
期刊:
Steel Research International
影响因子:
2.2
作者:
[Zhou Mingshun, Han Shufeng, Wang Lin, Jiang Xin, Xu Libing, Zhai Liwei, Liu Jie, Zhang Hui, Qin Xili, Shen Fengman]
通讯作者:
Shen Fengman
DOI:
--
发表时间:
2017
期刊:
Journal of Geophysical Research Atmosphere
影响因子:
作者:
[Fang Zhang, Yuying Wang, Jianfei Peng, Jingye Ren, Don Collins, Renyi Zhang, Yele Sun, Xin Yang, Zhanqing Li]
通讯作者:
Zhanqing Li
共 7 条
高炉初渣的关键热力学性质及物相结构演变的动力学解析
-
批准号:52074074
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:58.0万元
-
批准年份:2020
-
负责人:姜鑫
-
依托单位:
SFCA系粘结相的物理化学性质及还原机制的基础研究
-
批准号:51874080
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:60.0万元
-
批准年份:2018
-
负责人:姜鑫
-
依托单位:
国内基金
海外基金